一种生物质气液油分离净化回收系统
技术领域
本发明属于生物质加工技术领域,具体为一种生物质气液油分离净化回收系统装置。
背景技术
农林生物质(农业秸秆、果壳、林业废弃物)是可再生能源,通过热裂解可以转化为固体、液体、油和气体能源产品,固体主要为炭—木质素炭,通过裂解、碳化而来,含炭量达90%以上;液体主要是木(竹)醋液,是竹木质素材料里裂解;油主要是焦油,竹木质素材料里裂解、碳化同时产生一种竹木焦油。
但目前各种生物质裂解方法主要注重裂解反应反应器及相关技术,对于生物质裂解物的分离技术研究不多,传统的对于裂解气的分离收集多采用直接冷凝至室温或深冷至零下70度,然后再进一步分离,但在实际应用中效率低,纯度低,且分离工序多,设备复杂,耗能大,成本高。
通过专利检索,存在以下已知的现有技术方案:
专利1:
申请号:201210167036.X,申请日:2012.05.28,申请公布日:2012.10.17,该发明公开了一种生物质燃气油气分离器,包括排污管(2)、底部封头(3)、进气管(6)、伞帽(7)、筒体(9)、过滤筛板(10)、上部封头(12)、出气管(13)、填料管(19)、整流罩(21)、导流管(22)、清污管(25)、进水管接头(27)、支撑架(28),其特征在于:所述筒体(9)为圆柱体,所述筒体(9)一侧上部设有填料管(19),所述筒体9的另一侧中下部设有进气管(6),所述筒体(9)内腔中间部位设有导流管(22)外部设有整流罩(21),整流罩(21)通过支撑板(8)与伞帽(7)连接。该生物质燃气油气分离器结构简单,加工和装配容易,降低成本,运行稳定,净化效果好。
专利2:
申请号:201010195988.3,申请日:2010.06.10,申请公布日:2010.09.29,该发明提供一种生物质裂解气的分离冷凝方法,技术方案是:生物质经裂解炉生成的裂解气,经过沉降和惯性除尘后,进入水流激冷器中与水流接触,裂解气迅速冷凝,冷凝后的裂解气分离成为气相产物和液相产物。气相产物中主要是水蒸气和可燃气体,气相产物经冷凝器冷凝后除去大部分水分,冷凝水回流至液相产物储罐中,可燃气体进入气柜储存。液相产物主要是焦油和木醋液的混合物,收集在储罐中,液体一部分通过循环泵送入激冷冷凝器,用于冷凝高温裂解气,其余部分进入分馏器,分离焦油和木醋液,焦油和木醋液分别送入各自的储罐储存备用。该发明有效地解决裂解过程中的除尘、焦油等问题,是一种工艺简单和节能的生物质裂解气分离冷凝方法。
通过以上的检索发现,以上技术方案不能影响本发明的新颖性;并且以上专利文件的相互组合不能破坏本发明的创造性。
发明内容
本发明的目的是针对以上问题,提供一种生物质气液油分离净化回收系统,它实现了生物质裂解物的全自动分离,且成本低,分离纯度高,可使生物气净化到99%,无污染,效率高。
为实现以上目的,本发明采用的技术方案是:一种生物质气液油分离净化回收系统,它包括设置在生物质裂解炉(10)与循环水冷却箱(1)之间的分离装置,所述分离装置顶部设置有冷凝水箱(5);所述冷凝水箱(5)内设置有油液分离管(4);所述油液分离管(4)一端通过进气管(6)与生物质裂解炉(10)连接,另一端设置有生物气出气管(3);所述冷凝水箱(5)下端设置有分离收集箱;所述分离收集箱顶层设置有行气层(19);所述行气层(19)下设置有木醋液层(18);所述木醋液层(18)下设置有水分离层(17);所述水分离层(17)下设置有焦油层(16);所述分离收集箱底部设置有出油阀门(13);所述油液分离管(4)底部设置有滤油孔(9)处于行气层(19)内;所述出油阀门(13)通过管道与焦油收集箱(12)连通;所述分离收集箱内壁上处于木醋液层(18)位置设置有木醋液导出管(15)与木醋液收集箱(14)连通。
进一步的,所述油液分离管(4)为S型,其S型弯曲方向为竖直方向;所述滤油孔(9)均匀设置在油液分离管(4)下端的弯曲管道上。
进一步的,所述木醋液导出管(15)顶端垂直设置有疏气管(21)与生物气出气管(3)连通。
进一步的,所述出油阀门(13)连接有控制电机(11);所述分离收集箱内壁上,处于水分离层(17)中心处设置有管道与外部的水位显示管(8)连通;所述水位显示管(8)处于垂直于地面状态,其顶部设置有水位传感器(7)所述水位传感器(7)与控制电机(11)连接。
进一步的,所述水位传感器(7)的位置低于木醋液导出管(15)的管口位置。
进一步的,所述分离收集箱下端为圆锥形。
进一步的,所述生物气出气管(3)连接有竹炭净化器。
进一步的,所述冷凝水箱(5)上设置有温度监测器与循环水冷却箱(1)的控制系统连接。
本发明的有益效果:
1、本发明采用普通的水冷却及分离设计,其结构简单,制造成本低,分离效果好,实用性强。
2、采用循环冷凝水冷却油液分离管,油液分离管设置为S型,加快冷却速度,油液分离管下端设置有滤油孔与分离收集箱连通,实现自动将生物质裂解气中的油液分离出来,冷凝水箱上设置有温度监测器与循环水冷却箱连接,实现自动监测及调节冷却温度,达到最佳分离效果提高分离纯度,提高本系统的分离效率及运行稳定性。
3、油液分离管的S型设置为垂直状态,保证了油液的下沉分离,提高了生物气的提纯效率。
4、分离收集箱内设置有密封水层,巧妙的采用水层实现木醋液与焦油的分离,采用水位传感器与出油阀门的控制电机连接,实现全自动化分离及收集,分离效率高,无需人工监控,降低了人力劳动,提高了分离效率。
5、木醋液导出管顶端垂直设置的疏气管与生物气出气管连通,保证了部分进入木醋液导出管的生物气的排出,提高了生物气的分离效率及分离纯度,提高本系统的稳定性。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明中分离装置的结构示意图。
图中所示数字标注表示为:1、循环水冷却箱,2、冷却进水管,3、生物气出气管,4、油液分离管,5、冷凝水箱,6、进气管,7、水位传感器,8、水位显示管,9、滤油孔,10、生物质裂解炉,11、控制电机,12、焦油收集箱,13、出油阀门,14、木醋液收集箱,15、木醋液导出管,16、焦油层,17、水分离层,18、木醋液层,19、行气层,20、冷却出水管,21、疏气管。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图对本发明进行详细描述,本部分的描述仅是示范性和解释性,不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。
如图1-2所示,本发明的结构连接关系为:一种生物质气液油分离净化回收系统,它包括设置在生物质裂解炉10与循环水冷却箱1之间的分离装置,所述分离装置顶部设置有冷凝水箱5;所述冷凝水箱5内设置有油液分离管4;所述油液分离管4一端通过进气管6与生物质裂解炉10连接,另一端设置有生物气出气管3;所述冷凝水箱5下端设置有分离收集箱;所述分离收集箱顶层设置有行气层19;所述行气层19下设置有木醋液层18;所述木醋液层18下设置有水分离层17;所述水分离层17下设置有焦油层16;所述分离收集箱底部设置有出油阀门13;所述油液分离管4底部设置有滤油孔9处于行气层19内;所述出油阀门13通过管道与焦油收集箱12连通;所述分离收集箱内壁上处于木醋液层18位置设置有木醋液导出管15与木醋液收集箱14连通。
优选的,所述油液分离管4为S型,其S型弯曲方向为竖直方向;所述滤油孔9均匀设置在油液分离管4下端的弯曲管道上。
优选的,所述木醋液导出管15顶端垂直设置有疏气管21与生物气出气管3连通。
优选的,所述出油阀门13连接有控制电机11;所述分离收集箱内壁上,处于水分离层17)中心处设置有管道与外部的水位显示管8连通;所述水位显示管8处于垂直于地面状态,其顶部设置有水位传感器7所述水位传感器7与控制电机11连接。
优选的,所述水位传感器7的位置低于木醋液导出管15的管口位置。
优选的,所述分离收集箱下端为圆锥形。
优选的,所述生物气出气管3连接有竹炭净化器。
优选的,所述冷凝水箱5上设置有温度监测器与循环水冷却箱1的控制系统连接。
本发明使用原理:
生物质裂解炉产物主要由有固体和气体,固体主要为木质素炭,通过裂解碳化后在裂解炉中分离出来;而气体除了生物气外还有由于高温产生的木(竹)醋液的蒸发气体及焦油的蒸发气体,气体经过弯曲的油液分离管4时,受冷凝水的冷却作用,木醋液和焦油冷却形成液体后顺着垂直弯曲的油液分离管4从下面的滤油孔9流出,进入分离收集箱中;而生物气则由于比重轻,继续沿着弯曲的油液分离管4进入生物质出气管3中;
木醋液体和焦油液体进入分离收集箱中后,由于木醋液的比重比水轻,漂浮在水分离层17上面,而焦油液体由于比重比水重,则会沉入水分离层17底部,当木醋液层18深度超过木醋液导出管15时,木醋液经木醋液导出管15流入木醋液收集箱14中;部分生物气由于其他原因可能会进入木醋液导出管15中,由于比重轻,会上浮进入疏气管21中,再进入生物气出气管3中;随着焦油的积累,焦油层16的深度越来越深,使得水分离层17深度上升,为防止水分离层17中的水进入木醋液导出管,分离收集箱上设置有水位显示管8,其内设置有水位传感,7,当水分离层17过高时,水位传感器7感应到后自动启动控制电机11,打开出油阀门13,将焦油导入焦油收集箱12中;当水分离层17低于水位传感器7时,控制电机11关闭出油阀门13,防止焦油导出过量导致水分离层中的水进入焦油收集箱12中。
分离收集箱内壁上位于木醋液层18与行气层19之间设有水位控制线,水位控制线的作用为限定行气层19最低高度,木醋液导出管15在分离收集箱上的接口位置不能高于水位控制线。
需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,由于文字表达的有限性,而客观上存在无限的具体结构,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进、润饰或变化,也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合;这些改进润饰、变化或组合,或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的,均应视为本发明的保护范围。